JP2010261685A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
【課題】水管及び冷媒管が変形して流路が潰れてしまうのを防ぐことができる熱交換器を提供する。
【解決手段】水熱交換器22は、一対の多穴扁平管122,123で構成された冷媒管121と、水管125とを備える。冷媒管121の各多穴扁平管122、123は、冷媒が流れる冷媒流路122a,123aを内部に有する。水管125は、水が流れる水流路125aを内部に有しており、扁平管で形成されている。冷媒管121及び水管125は、互いに隣接して接着され、配管120を形成している。配管120は、冷媒管121の長手方向と直交する断面における短辺に沿った曲げ軸ax1を中心として、弧を描くように曲げられている。
【選択図】図6To provide a heat exchanger capable of preventing a water pipe and a refrigerant pipe from being deformed to collapse a flow path.
A water heat exchanger 22 includes a refrigerant pipe 121 composed of a pair of multi-hole flat tubes 122 and 123, and a water pipe 125. Each of the multi-hole flat tubes 122 and 123 of the refrigerant pipe 121 has refrigerant flow paths 122a and 123a through which the refrigerant flows. The water pipe 125 has a water flow path 125a through which water flows, and is formed as a flat pipe. The refrigerant pipe 121 and the water pipe 125 are bonded adjacent to each other to form a pipe 120. The pipe 120 is bent so as to draw an arc around the bending axis ax1 along the short side in the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the refrigerant pipe 121.
[Selection] Figure 6
Description
本発明は、熱交換器に関する。 The present invention relates to a heat exchanger.
従来、ヒートポンプ式給湯装置の冷凍装置としては、例えばCO2を冷媒とする圧縮式冷凍回路で構成されるものが広く利用されている。このような冷凍装置は、冷媒と水との間で熱交換を行う水熱交換器を備えている。水熱交換器は、冷媒が流通する冷媒管と、水が流通する水管とを有しており、流体同士を対向させて流すことによって冷媒と水との間で熱交換を行い、水を加熱することができる。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a refrigeration apparatus for a heat pump type hot water supply apparatus, for example, one constituted by a compression refrigeration circuit using CO 2 as a refrigerant has been widely used. Such a refrigeration apparatus includes a water heat exchanger that performs heat exchange between the refrigerant and water. The water heat exchanger has a refrigerant pipe through which the refrigerant flows and a water pipe through which the water flows, and heats the water by exchanging heat between the refrigerant and water by flowing the fluids facing each other. can do.
上記水熱熱交換器としては、特許文献1(特開2007−271213号公報)に開示されているものや、特許文献2(特開2004−218946号公報)に開示されているものが知られている。特許文献1の水熱交換器は、水管のまわりに冷媒管が螺旋状に巻き付けられた構造を有している。特許文献2の水熱交換器は、扁平管である水管の側面に複数の冷媒管を密着させた構造を有している。尚、特許文献2の水熱交換器においては、水管及び冷媒管は、拘束管によって内包されることで、水管及び冷媒管が密着した構造となっている。
As the hydrothermal heat exchanger, those disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-271213) and those disclosed in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-218946) are known. ing. The water heat exchanger of Patent Document 1 has a structure in which a refrigerant pipe is spirally wound around a water pipe. The hydrothermal exchanger of
ところで、上記水熱交換器には、アルミで形成された積層型熱交換器がある。この積層型熱交換器にて用いられる水管及び冷媒管には、長手方向に非常に長く延びた扁平管が用いられることが多く、これらは特許文献2のように互いに密着して接合されている。一般的に、接合された水管及び冷媒管は、長手方向に直交する断面における長辺(冷媒管または水管の長辺)に沿った曲げ軸を中心として曲げられる。しかしながら、水管及び冷媒管の各内部には、水または冷媒が流れる流路が形成されているため、長辺に沿った軸を中心として水管及び冷媒管が曲げられると、水管及び冷媒管が圧迫され、当該流路が潰れてしまう場合がある。すると、水や冷媒の流れが悪化し、水熱交換器自体の性能が低下してしまう。特に、当該流路は、その断面が長方形の形状であり、更にその面積が大きい程潰れやすい。
Meanwhile, the water heat exchanger includes a laminated heat exchanger made of aluminum. The water pipe and the refrigerant pipe used in this stacked heat exchanger are often flat pipes that extend in the longitudinal direction so that they are in close contact with each other as in
そこで、本発明は、水管及び冷媒管が変形して流路が潰れてしまうのを防ぐことができる熱交換器の提供を目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the heat exchanger which can prevent that a water pipe and a refrigerant pipe deform | transform and a flow path is crushed.
発明1に係る熱交換器は、第1管と、第2管とを備える。第1管は、第1流体が流れる第1流路を内部に有する。第2管は、第2流体が流れる第2流路を内部に有し、扁平管で形成されている。第2流体は、第1流体とは別の流体である。第1管及び第2管は、互いに隣接して接着され、配管を形成している。配管は、第2管の長手方向と直交する第1断面における短辺に沿った曲げ軸を中心として、弧を描くように曲げられている。 The heat exchanger according to the first aspect includes a first pipe and a second pipe. The first pipe has a first flow path through which the first fluid flows. The second pipe has a second flow path through which the second fluid flows, and is formed as a flat pipe. The second fluid is a fluid different from the first fluid. The first pipe and the second pipe are bonded adjacent to each other to form a pipe. The pipe is bent so as to draw an arc around the bending axis along the short side in the first cross section orthogonal to the longitudinal direction of the second pipe.
この熱交換器では、配管が、長手方向と直交する第2管の第1断面における長辺ではなく、短辺に沿った曲げ軸を中心として曲げられる。これにより、第1管及び第2管は圧迫されにくいため、配管が変形して第1流路及び/または第2流路が潰れてしまうのを防ぐことができる。特に、扁平管である第2管の変形を防止することができる。 In this heat exchanger, the pipe is bent around the bending axis along the short side instead of the long side in the first cross section of the second pipe perpendicular to the longitudinal direction. Thereby, since the 1st pipe and the 2nd pipe are hard to be pressed, it can prevent that piping changes and a 1st channel and / or a 2nd channel are crushed. In particular, the deformation of the second pipe that is a flat pipe can be prevented.
発明2に係る熱交換器は、発明1に係る熱交換器であって、第2管は、第1断面における長辺に沿って並んで配置された複数の第2流路を有する。 A heat exchanger according to a second aspect is the heat exchanger according to the first aspect, wherein the second pipe has a plurality of second flow paths arranged along the long side in the first cross section.
この熱交換器では、第2管が、いわゆる多穴扁平管で形成されている。従って、配管は、複数の第2流路が並んでいる第2管の長辺に沿った軸を中心として曲げられるのではなく、第2管の短辺に沿って曲げられる。尚、第2管だけではなく、更に第1管が扁平管であってもよい。 In this heat exchanger, the second tube is formed of a so-called multi-hole flat tube. Accordingly, the pipe is not bent about the axis along the long side of the second pipe in which the plurality of second flow paths are arranged, but is bent along the short side of the second pipe. In addition, not only the second tube but also the first tube may be a flat tube.
発明3に係る熱交換器は、発明1または2に係る熱交換器であって、配管は、長手方向と直交する第2断面が長方形の形状となっている。曲げ軸は、配管の第2断面における短辺と略平行である。
The heat exchanger which concerns on invention 3 is a heat exchanger which concerns on
この熱交換器によると、曲げ軸は、第2管の短辺及び配管の短辺に沿っており、配管は、当該曲げ軸を中心として曲げられる。これにより、配管の中に芯金などを挿入せずとも、配管が変形して第1流路及び/または第2流路が潰れてしまうのを、より防ぐことができる。 According to this heat exchanger, the bending axis is along the short side of the second pipe and the short side of the pipe, and the pipe is bent around the bending axis. Thereby, it is possible to further prevent the pipe from being deformed and the first flow path and / or the second flow path from being crushed without inserting a metal core or the like into the pipe.
発明4に係る熱交換器は、発明1〜3のいずれかに係る熱交換器であって、配管は、曲げ軸を中心として複数回曲げられると共に、曲げ軸に沿って一方向に積み上げられている。 A heat exchanger according to a fourth aspect of the present invention is the heat exchanger according to any one of the first to third aspects, wherein the pipe is bent a plurality of times around the bending axis and stacked in one direction along the bending axis. Yes.
この熱交換器によると、配管は、曲げ軸方向に沿って積み上げられた状態となる。特に、発明3に記載したように、第2断面が長方形の形状である配管においても、当該配管は、配管の短辺に沿った曲げ軸を中心として曲げられ、当該曲げ軸に沿って一方向に積み上げられる。つまり、発明3に係る配管は、その短辺に沿って積み上げられる。そのため、積み上げられた配管の高さは、配管の第2断面における長辺に沿った軸(つまり、第2管の第1断面における長辺に沿った軸)を中心として曲げられ積み上げられる場合に比して低くなる。従って、熱交換器のコンパクト化を図ることができる。 According to this heat exchanger, the pipes are stacked along the bending axis direction. In particular, as described in Invention 3, even in a pipe having a rectangular second cross section, the pipe is bent around a bending axis along the short side of the pipe, and is unidirectional along the bending axis. Are stacked. That is, the piping which concerns on the invention 3 is piled up along the short side. Therefore, when the height of the piled pipe is bent and piled around the axis along the long side in the second cross section of the pipe (that is, the axis along the long side in the first cross section of the second pipe). It becomes lower than that. Therefore, the heat exchanger can be made compact.
発明5に係る熱交換器は、発明4に係る熱交換器であって、配管は、曲げ軸を中心として第1方向に所定回数曲げられた後、曲げ軸を中心として第1方向とは逆の第2方向に曲げられている。 A heat exchanger according to a fifth aspect of the present invention is the heat exchanger according to the fourth aspect of the present invention, wherein the pipe is bent a predetermined number of times in the first direction around the bending axis and then opposite to the first direction around the bending axis. Is bent in the second direction.
配管が一方向にのみ曲げられ積み上げられると、積み上げられた配管の高さは、配管の積み上げが開始された部分によって一定とはならず、配管の上面において段差が生じてしまう。しかし、この熱交換器では、配管は、一方向に所定回数曲げられた後、逆に曲げられるため、当該段差の高さを小さくすることができる。 When the pipes are bent and stacked only in one direction, the height of the stacked pipes is not constant depending on the portion where the pipes are started to be stacked, and a step is generated on the upper surface of the pipes. However, in this heat exchanger, since the pipe is bent a predetermined number of times in one direction and then bent in the opposite direction, the height of the step can be reduced.
発明6に係る熱交換器は、発明5に係る熱交換器であって、配管は、第1方向に曲げられる際、第1曲率半径の弧を描きながら積み上げられる。逆に、配管は、第2方向に曲げられる際、第1曲率半径とは異なる第2曲率半径の弧を描きながら積まれている。 A heat exchanger according to a sixth aspect of the present invention is the heat exchanger according to the fifth aspect of the present invention, wherein the pipes are stacked while drawing an arc having a first radius of curvature when bent in the first direction. Conversely, when the pipe is bent in the second direction, it is stacked while drawing an arc having a second radius of curvature different from the first radius of curvature.
この熱交換器によると、曲げ方向に応じて、異なる曲率半径の弧を描くように配管が曲げられ、積まれる。例えば、曲げ方向が第2方向である場合には、曲げ方向が第1方向の場合よりも曲率半径が大きくなるように、配管は曲げられ積まれる。つまりこの場合、曲げ方向が第2方向であれば、曲げ方向が第1方向であった場合に積み上げられた配管の外側に、新たに配管が積まれることになる。これにより、曲げ方向に関係なく、配管が常に一定の曲率半径の弧を描きながら積み上げられる場合に比して、積まれた配管の高さを低くすることができる。 According to this heat exchanger, pipes are bent and stacked so as to draw arcs with different radii of curvature according to the bending direction. For example, when the bending direction is the second direction, the pipes are bent and stacked so that the radius of curvature is larger than when the bending direction is the first direction. That is, in this case, if the bending direction is the second direction, the pipe is newly stacked on the outside of the pipes stacked when the bending direction is the first direction. This makes it possible to reduce the height of the stacked pipes as compared to the case where the pipes are stacked while always drawing an arc having a constant curvature radius regardless of the bending direction.
発明7に係る熱交換器は、発明1〜6のいずれかに係る熱交換器であって、第1管は、1つの第1流路を有する扁平管である。第2管は、複数の第2流路を有しており、1つの第1管を挟むようにして2つ設けられている。
The heat exchanger which concerns on the
この熱交換器は、2つの第2管が1つの第1管を挟んだ構造となっており、第1管を挟む各第2管は多穴扁平管で形成されている。このような熱交換器においても、配管は、第2管の第1断面における短辺に沿った曲げ軸を中心として曲げられる。そのため、配管の中に芯金などを挿入せずとも、第1管の第1流路及び/または第2管の第2流路が潰れてしまうのを防ぐことができる。 This heat exchanger has a structure in which two second tubes sandwich one first tube, and each second tube sandwiching the first tube is formed of a multi-hole flat tube. Also in such a heat exchanger, the pipe is bent around the bending axis along the short side in the first cross section of the second pipe. Therefore, it is possible to prevent the first flow path of the first pipe and / or the second flow path of the second pipe from being crushed without inserting a metal core or the like into the pipe.
発明1に係る熱交換器によると、第1管及び第2管は圧迫されにくいため、配管が変形して第1流路及び/または第2流路が潰れてしまうのを防ぐことができる。特に、扁平管である第2管の変形を防止することができる。 According to the heat exchanger according to the first aspect of the invention, the first pipe and the second pipe are not easily compressed, so that it is possible to prevent the pipe from being deformed and the first flow path and / or the second flow path from being crushed. In particular, the deformation of the second pipe that is a flat pipe can be prevented.
発明2に係る熱交換器によると、配管は、複数の第2流路が並んでいる第2管の長辺に沿った軸を中心として曲げられるのではなく、第2管の短辺に沿って曲げられる。 According to the heat exchanger according to the second aspect of the present invention, the pipe is not bent about the axis along the long side of the second pipe in which the plurality of second flow paths are arranged, but along the short side of the second pipe. Bend.
発明3に係る熱交換器によると、配管の中に芯金などを挿入せずとも、配管が変形して第1流路及び/または第2流路が潰れてしまうのを、より防ぐことができる。 According to the heat exchanger according to the third aspect of the present invention, it is possible to further prevent the pipe from being deformed and the first flow path and / or the second flow path from being crushed without inserting a metal core or the like into the pipe. it can.
発明4に係る熱交換器によると、熱交換器のコンパクト化を図ることができる。 According to the heat exchanger according to the fourth aspect, the heat exchanger can be made compact.
発明5に係る熱交換器によると、配管は、一方向に所定回数曲げられた後、逆に曲げられるため、段差の高さを小さくすることができる。 According to the heat exchanger according to the fifth aspect of the present invention, since the pipe is bent a predetermined number of times in one direction and then bent in the reverse direction, the height of the step can be reduced.
発明6に係る熱交換器によると、曲げ方向に関係なく、配管が常に一定の曲率半径の弧を描きながら積み上げられる場合に比して、積まれた配管の高さを低くすることができる。 According to the heat exchanger according to the sixth aspect of the present invention, the height of the stacked pipes can be reduced as compared with the case where the pipes are stacked while always drawing an arc having a constant curvature radius regardless of the bending direction.
発明7に係る熱交換器によると、配管の中に芯金などを挿入せずとも、第1管の第1流路及び/または第2管の第2流路が潰れてしまうのを防ぐことができる。 According to the heat exchanger according to the seventh aspect of the present invention, the first flow path of the first pipe and / or the second flow path of the second pipe is prevented from being crushed without inserting a metal core or the like into the pipe. Can do.
以下、本発明に係る熱交換器について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, a heat exchanger according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(1)ヒートポンプ式給湯装置の構成
図1は、本発明の熱交換器である水熱交換器22を備えたヒートポンプ式給湯装置1の構成図である。ヒートポンプ式給湯装置1は、冷凍装置2、貯湯装置3及び制御部6によって構成されている。冷凍装置2は、主として、圧縮機21、アキュムレータ21a、水熱交換器22、膨張弁23、空気熱交換器24及びファン27(図2)を有している。図1に示すように、圧縮機21、水熱交換器22内の冷媒管121、膨張弁23、空気熱交換器24、及び圧縮機21の吸入側に設けられているアキュムレータ21aは、冷媒配管25によって環状に接続されており、冷媒循環式回路20を構成している。尚、冷媒循環式回路20内を流れる冷媒としては、例えばCO2が挙げられる。
(1) Configuration of Heat Pump Type Hot Water Supply Apparatus FIG. 1 is a configuration diagram of a heat pump type hot water supply apparatus 1 including a
さらに、冷媒循環式回路20には、水熱交換器22から出る高圧高温の冷媒と、空気熱交換器24から出る低圧低温の冷媒との間で熱交換を行うための、ガス熱交換器26が配置されている。ガス熱交換器26は、水熱交換器22と膨張弁23とを連結する冷媒通路と、空気熱交換器24とアキュムレータ21aとを連結する冷媒通路との間で熱交換を行う。
Further, the
また、冷凍装置2には、設置場所の外気温を検出する外気温センサ8、圧縮機21の吐出管温度を検出する吐出管温度センサ9、及び空気熱交換器24の温度を検出する熱交換温度センサ10が設けられている。これら各センサの検出信号は、制御部6に入力される。
Further, the
貯湯装置3は、主として、貯湯タンク31及び水循環ポンプ32を有する。貯湯タンク31、水熱交換器22内の水管125及び水循環ポンプ32は、水配管35によって環状に接続されており、水循環式回路30を構成している。貯湯タンク31は、水熱交換器22にて温められた水を貯めるためのタンクであって、水循環ポンプ32は、水熱交換器22で加熱された水の温度が例えば約85℃となるように、水の循環量を制御する。
The hot water storage device 3 mainly includes a hot
制御部6は、CPU及びメモリからなるマイクロコンピュータであって、図3に示すように、外気温センサ8、吐出管温度センサ9、熱交換温度センサ10、インバータ7及び膨張弁23と接続されている。制御部6は、水熱交換器22で温められた水の温度を約85度に保つために、水循環ポンプ32による水の循環量を制御するべく、膨張弁23の開度の調整を行う。また、制御部6は、吐出管温度センサ9で検出される吐出管温度が目標吐出管温度に近づくように、膨張弁23の開度を制御したり、外気温センサ8及び熱交換温度センサ10からの温度検出信号に基づき、目標吐出管温度を設定したりする。
The
〔冷凍装置〕
図2は、冷凍装置2の内部構造を示す断面図である。図2において、断熱壁2cの右側区画が機械室2aであり、断熱壁2cの左側区画が送風室2bである。機械室2aには、圧縮機21、膨張弁23が配置されている。送風室2bには、ファン27、水熱交換器22が設置されている。
[Refrigeration equipment]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the internal structure of the
ファン27は、図2の送風室2bの正面視において、前方に設置されている。ファン27の後方には、ファン27を駆動するモータが、モータ支持台28に固定された状態で配置されている。水熱交換器22は、断熱壁2dを隔ててファン27の下方に配置されている。尚、水熱交換器22については、「(2)水熱交換器」にて詳述する。また、図2において、空気熱交換器24は、送風室2bの左側壁と背面壁に沿って配置されており、空気熱交換器24の右端は機械室2aの中央まで延出している。
The
尚、冷凍装置2の内部には、電装品ボックス4が設置されている。電装品ボックス4は、機械室2aの上部と送風室2bの上部とを跨ぐように配置されている。電装品ボックス4には、制御部6やインバータ7(図3参照)等が内蔵されている。インバータ7は、圧縮機21の圧縮機用モータ(図示せず)を駆動するための駆動信号を生成し、圧縮機モータに出力する。
An
(2)水熱交換器
次に、本実施形態に係る水熱交換器22について、図4〜図8を用いて説明する。
(2) Water heat exchanger Next, the
水熱交換器22は、冷媒管121(第2管に相当)、水管125(第1管に相当)の他、図示しないフィンを備えており、冷媒管121内を流れる冷媒と水管125内を流れる水との間で熱交換を行う。尚、以下では、図示していないフィンを除き、冷媒管121及び水管125について、具体的に説明する。
The
〔冷媒管〕
冷媒管121は、図4及び図6に示すように、Y方向に長く延びており、一対の多穴扁平管122,123で構成されている。多穴扁平管122,123は、水管125を挟むようにして位置しており、各多穴扁平管122,123は、その内部に、冷媒(第2流体)が流れるための複数の冷媒流路(第2流路に相当)122a,123aを有している。そして、多穴扁平管122,123の長手方向(即ち、Y方向)と直交する断面(第1断面)は、図5に示すように長方形の形状となっている。複数の冷媒流路122a,123aは、それぞれ多穴扁平管122,123の断面の長辺に沿って(即ち、X方向に沿って)並んで配置されていると共に、多穴扁平管122,123それぞれの長手方向(Y方向)に沿って延びている。このように、冷媒管121が、複数の冷媒流路122a,123aを有する多穴扁平管122,123で構成されることで、冷媒側の熱伝達率が向上される。
(Refrigerant tube)
As shown in FIGS. 4 and 6, the
尚、上述した構成を有する冷媒管121は、アルミニウムや銅、ステンレス等によって形成されることができるが、本実施形態では、冷媒管121が、アルミニウムで形成されている場合を例に採る。冷媒管121は、引き抜き加工や押し出し加工によって製造される。
In addition, although the refrigerant | coolant pipe |
このような冷媒管121の先端部には、図示しない冷媒管用ヘッダが連結される。
A refrigerant pipe header (not shown) is connected to the tip of the
〔水管〕
水管125は、図4及び図6に示すように、冷媒管121(具体的には、一対の扁平管122,123)に沿ってY方向に長く延びており、1本の扁平管で構成されている。より具体的には、水管125は、一対の多穴扁平管122,123に挟まれるようにして延びており、水管125の長手方向(即ち、Y方向)と直交する断面は、図5に示すように、長方形の形状となっている。水管125の当該断面における長辺(即ち、X方向)の長さは、冷媒管121の各多穴扁平管122,123における長辺の長さと略同一となっている。そして、水管125の内部には、冷媒ではなく水が流れる1本の水流路125aが設けられている。水流路125aは、水管125の長手方向(Y方向)に沿って延びており、その断面は長方形の形状となっている。
〔Water pipe〕
As shown in FIGS. 4 and 6, the
更に、水管125の上記断面における長辺(X方向)と水管125の長手方向(Y方向)とを含む2つの面125b,125c上には(図4及び図5)、クラッド層が形成されている。この面125bは、水流路125aを挟んで互いに対向して位置している。水管125は、当該2つの面125b,125cにおいて、冷媒管121を構成する各多穴扁平管122,123の面122b,123bそれぞれと面接触している。互いに接触している多穴扁平管122の面122bと水管125の面125b、及び多穴扁平管123の面123bと水管125の面125cとがそれぞれろう付けによって接合されることで、配管120(後述)が形成されている。つまり、冷媒管121及び水管125は、互いに隣接した状態で接着され、配管120を形成している。ここで、各多穴扁平管122,123の面122b,123bは、各多穴扁平管122,123の断面における長辺(X方向)及び冷媒管121の長手方向(Y方向)を含む面のうち、水管125側に位置する面である。配管120については、後述する。
Further, a clad layer is formed on the two
尚、上述した構成を有する水管125は、アルミニウムや銅、ステンレス等によって形成されることができるが、本実施形態では、冷媒管121と同様、水管125が、アルミニウムで形成されている場合を例に採る。水管125は、冷媒管121と同様、引き抜き加工や押し出し加工によって製造される。
Note that the
このような水管125の先端部には、図示しない水管用ヘッダが連結される。
A water pipe header (not shown) is connected to the tip of the
〔配管〕
次に、本実施形態に係る配管120について説明する。
〔Piping〕
Next, the piping 120 according to the present embodiment will be described.
配管120は、冷媒管121と水管125との接合により構成された状態においては、図4及び図6示すように、冷媒管121及び水管125の長手方向(Y方向)に延びている。長手方向(Y方向)と直交する配管120の断面(第2断面)は、図5に示すように長方形の形状となっている。具体的に、本実施形態に係る配管120の断面における長辺は、冷媒管121を構成する多穴扁平管122,123や水管125それぞれの長辺の方向(X方向)と平行であって、配管120の断面における短辺は、多穴扁平管122,123や水管125それぞれの短辺の方向(図5及び図6のZ方向)と平行である。
As shown in FIGS. 4 and 6, the
このような配管120は、水熱交換器22がコンパクトになるように曲げられるが、特に、本実施形態に係る配管120は、図6に示すように、各多穴扁平管122,123の断面における短辺に沿った曲げ軸ax1を中心として、弧を描くようにして曲げられる。つまり、配管120は、冷媒管121を構成する各多穴扁平管122,123の断面における長辺の方向(X方向)に沿った軸を曲げ軸とするのではなく、短辺の方向(Z方向)と略平行である曲げ軸ax1を中心として曲げられる。ここで、配管120は、既に述べたように、その断面における短辺が各多穴扁平管122、123の断面における短辺と略平行であるため、配管120の曲げ軸ax1は、配管120の断面における短辺と略平行ある。つまり、曲げ軸ax1は、配管120の断面における短辺に沿った軸と言える。
Such a
このような配管120は、図6〜8に示すように、上述した曲げ軸ax1を中心として複数回曲げられると共に、曲げ軸ax1に沿って一方向に積み上げられている。ここで、一方向とは、曲げ軸ax1、及び多穴扁平管122,123の断面における短辺の方向(Z方向)と平行な方向であって、図7,8では、方向z1,z2として示している。更に、配管120は、図7及び図8に示すように、曲げ軸ax1を中心として第1方向Aに所定回数曲げられた後、曲げ軸ax1を中心として第1方向Aとは逆の第2方向Bに曲げられている。つまり、配管120は、曲げ軸ax1については変化せず固定であるものの、曲げ方向が曲げ加工の途中で逆方向に切り換えられている。特に、第1方向Aに曲げられる際、配管120は、第1曲率半径の弧を描きながら積み上げられ、第2方向Bに曲げられる際、配管120は、第1曲率半径とは異なる第2曲率半径の弧を描きながら積まれている。
As shown in FIGS. 6 to 8, such a
上述した配管120の曲げ方についてまとめると、配管120は、先ずはその断面の短辺に沿った曲げ軸ax1を中心として、第1方向Aに例えば7回(所定回数に相当)曲げられながら、方向z1に積み上げられる。この際、配管120は、所定の曲率半径で曲げられ、方向z1に積み上げられていく。第1方向Aに7回曲げられた後、配管120は、いわゆる8の字状に1回曲げられ、曲げ方向が第1方向Aとは逆の第2方向Bに切り換えられる。尚、本実施形態では、曲げ方向の切換動作が1回である場合を例に取っている。そしてその後、配管120は、曲げ方向が第1方向Aであった時の曲率半径よりも大きい曲率半径で第2方向Bに曲げられ、方向z2に積まれる。つまり、第2方向Bに曲げられる際の配管120、第1方向Aに曲げられ積み上げられた配管120の部分よりも外方に、積まれていく。これにより、配管120は、図7,8に示すように、内側に積み重ねられた段120aと外側に積み重ねられた段120bとを有する形状となる(図8)。
Summarizing the bending method of the
以上の曲げ方によると、配管120は、その長辺(X方向)に沿った軸を中心として複数回曲げられ一方向に積み上げられる場合に比して、配管120の高さは低くなる。また、曲げ方向が第1方向Aから第2方向Bに一回切り換えられるため、常に曲げ方向が一定方向である場合に比して、配管120の上面における段差が生じにくくなる。
According to the above bending method, the
(3)効果
(A)
本実施形態に係る水熱交換器22では、配管120が、図6に示すように、冷媒管121を構成する多穴扁平管122,123の断面における短辺に沿った曲げ軸ax1を中心として曲げられる。これにより、冷媒管121及び水管125は圧迫されにくいため、配管120が変形して冷媒流路122a,123aや水流路125aが潰れてしまうのを防ぐことができる。
(3) Effect (A)
In the
(B)
また、本実施形態に係る水熱交換器22では、冷媒管121が、複数の冷媒流路122a,123aを有する多穴扁平管122,123で形成されている。従って、配管120は、複数の冷媒流路122a,123aが並んでいる長辺に沿った軸を中心として曲げられるのではなく、多穴扁平管122,123の短辺に沿った曲げ軸ax1を中心として曲げられる。
(B)
Moreover, in the
(C)
また、本実施形態に係る水熱交換器22によると、曲げ軸ax1は、多穴扁平管122,123の短辺及び配管120の短辺に沿っており、配管120は、当該曲げ軸ax1を中心として曲げられる。これにより、配管120の中に芯金などを挿入せずとも、配管120が変形して冷媒流路122a,123aや水流路125aが潰れてしまうのを、より防ぐことができる。
(C)
Further, according to the
(D)
また、本実施形態に係る水熱交換器22によると、配管120は、曲げ軸ax1方向に沿って積み上げられた状態となる。特に、本実施形態に係る配管120は、その断面が長方形の形状であって、当該断面における短辺に沿った曲げ軸を中心として曲げられ、かつ当該短辺に沿って積み上げられる。そのため、積み上げられた配管120の高さは、配管120の断面における長辺に沿った軸(つまり、多穴扁平管122,123の断面における長辺に沿った軸)を中心として曲げられ積み上げられる場合に比して低くなる。従って、水熱交換器22のコンパクト化を図ることができる。
(D)
Moreover, according to the
(E)
配管120が一方向にのみ曲げられ積み上げられると、積み上げられた配管120の高さは、配管120の積み上げが開始された部分によって一定とはならず、配管120の上面において段差が生じてしまう。しかし、本実施形態に係る水熱交換器22では、配管120は、第1方向Aに所定回数曲げられた後、逆に(具体的には、第2方向Bに)曲げられるため、当該段差の高さを小さくすることができる。
(E)
When the
(F)
また、本実施形態に係る水熱交換器22では、配管120は、第1方向Aに曲げられる際、第1曲率半径の弧を描きながら積み上げられる。逆に、配管120は、第2方向Bに曲げられる際、第1曲率半径とは異なる第2曲率半径の弧を描きながら積まれている。つまり、配管120は、曲げ方向に応じて、異なる曲率半径の弧を描くように曲げられ、積み上げられる。具体的には、図7及び図8に示すように、曲げ方向が第2方向Bである場合には、曲げ方向が第1方向Aの場合よりも曲率半径が大きくなるように、配管120は曲げられ積まれている。つまりこの場合、曲げ方向が第2方向Bであれば、曲げ方向が第1方向Aであった場合に積み上げられた配管120の外側に、新たに配管120が積まれている。これにより、曲げ方向に関係なく、配管120が常に一定の曲率半径の弧を描きながら積み上げられる場合に比して、積み上げられた配管120の高さを低くすることができる。
(F)
Moreover, in the
(G)
また、本実施形態に係る水熱交換器22は、一対の多穴扁平管122,123が1本の水管125を挟んだ構造となっている。このような水熱交換器22においても、配管120は、多穴扁平管122,123の断面における短辺に沿った曲げ軸ax1を中心として曲げられる。そのため、配管120の中に芯金などを挿入せずとも、冷媒流路122a,123aや水流路125aが潰れてしまうのを防ぐことができる。
(G)
Moreover, the
<その他の実施形態>
(a)
上記実施形態では、配管120が、1本の水管125を一対の多穴扁平管122,123が挟むようにして構成された、3層構造である場合について説明した。しかし、本発明に係る配管は、図9(a)に示すように、扁平管である1本の水管325と、多穴扁平管である一本の冷媒管321とで構成される、いわゆる2層構造であってもよい。
<Other embodiments>
(A)
In the above embodiment, the case where the
尚、図9(a)では、水管325及び冷媒管321で構成される配管320の断面が、正方形となっている。このように、配管320の断面が長方形でなくとも、本発明は適用可能である。この場合、配管320は、水管325または冷媒管321の短辺に沿った曲げ軸を中心として、曲げられる。
In FIG. 9A, the cross section of the
(b)
また、図9(b)は、水管525は上記実施形態と同様に扁平管であるが、冷媒管521は多穴扁平管ではない場合の配管520の断面を示している。配管520は、3本の冷媒管521が一本の水管525に接合されることで構成されており、各冷媒管521は、一本の冷媒流路をしている。このような配管520においても、本発明は適用可能である。つまり、配管520は、扁平管である水管525の短辺に沿った曲げ軸を中心として曲げられる。
(B)
FIG. 9B shows a cross section of the
(c)
上記実施形態では、冷媒管121は複数の冷媒流路122a,123aを有する多穴扁平管であって、水管125は1本の水流路125aを有する扁平管である場合について説明した。しかし、本発明に係る熱交換器では、冷媒管だけではなく、水管も複数の水流路を有する多穴扁平管であってもよい。また、冷媒管は1本の冷媒流路を有するが、水管は多穴扁平管で構成されていてもよい。
(C)
In the above embodiment, the case where the
更に、冷媒管及び水管の両方が、共に1本の流路を有する管で形成されていてもよい。但し、この場合、冷媒管及び水管が扁平管で形成されているとする。 Furthermore, both the refrigerant pipe and the water pipe may be formed of a pipe having one flow path. However, in this case, it is assumed that the refrigerant tube and the water tube are formed of flat tubes.
(d)
上記実施形態では、曲げ方向の切換動作(つまり、曲げ方向を第1方向Aから第2方向Bに切り換える動作)が、1回のみ行われると説明した。しかし、曲げ方向の切換動作は、1回に限定されず、例えば配管120の長さに応じて適宜行われても良い。
(D)
In the above embodiment, it has been described that the switching operation of the bending direction (that is, the operation of switching the bending direction from the first direction A to the second direction B) is performed only once. However, the switching operation of the bending direction is not limited to once, and may be appropriately performed according to the length of the
また、例えば配管120の長さが比較的短い場合には、曲げ方向の切換動作が行われず、配管120は常に一方向に曲げられてもよい。
For example, when the length of the
(e)
上記実施形態では、曲げ方向の切換に応じて、配管120が異なる曲率半径に曲げられ積まれると説明した。しかし、曲げ方向が切り換えられたとしても、配管120は一定の曲率半径を有する弧を描きながら曲げられ一段に積み上げられてもよい。
(E)
In the above-described embodiment, it has been described that the
また、上記実施形態では、図7,8に示すように、配管120は、内側に積み重ねられた段120aと外側に積み重ねられた段120bとの2段を有すると説明したが、この段数についても、2段に限定されない。
Moreover, in the said embodiment, as shown in FIG.7, 8, although the piping 120 demonstrated that it had two steps, the
(f)
また、本発明に係る冷媒管121や水管125の面上には、ディンプル形状の凹部が形成されていてもよい。
(F)
In addition, dimple-shaped recesses may be formed on the surfaces of the
(g)
また、冷媒流路122a,123aの本数及び配列は、図4〜6に限定されない。例えば、各多穴扁平管122,123内には、3本の冷媒流路が2列形成されていてもよい。
(G)
Moreover, the number and arrangement | sequence of the
(h)
また、上記実施形態では、冷媒としてCO2を用いたが、冷媒の種類はこれに限定されない。例えば、高温高圧の冷媒として、炭化水素、フロン冷媒などが用いられても良い。
(H)
Further, in the above embodiment uses CO 2 as refrigerant, the type of the refrigerant is not limited to this. For example, hydrocarbons or chlorofluorocarbon refrigerants may be used as the high-temperature and high-pressure refrigerant.
本発明に係る熱交換器は、配管が変形して第1流路及び/または第2流路が潰れてしまうのを防ぐことができるという効果を有している。この熱交換器は、ヒートポンプ式給湯装置に係る水熱交換器や、空気調和装置に係る熱交換器に適用できる。 The heat exchanger according to the present invention has an effect that the first flow path and / or the second flow path can be prevented from being deformed due to deformation of the piping. This heat exchanger can be applied to a water heat exchanger related to a heat pump type hot water supply device and a heat exchanger related to an air conditioner.
1 ヒートポンプ式給湯装置
2 冷凍装置
3 貯湯装置
22 水熱交換器
121 冷媒管
122,123 多穴扁平管
122a,123a 冷媒流路
125 水管
125a 水流路
ax1 曲げ軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat pump type hot
Claims (7)
前記第1流体とは異なる第2流体が流れる第2流路(122a,123a)を内部に有し、扁平管で形成された第2管(121)と、
を備え、
前記第1管(125)及び前記第2管(121)は、互いに隣接して接着され配管(120)を形成しており、
前記配管(120)は、前記第2管(121)の長手方向と直交する第1断面における短辺に沿った曲げ軸を中心として、弧を描くように曲げられている、
熱交換器(22)。 A first pipe (125) having a first flow path (125a) through which the first fluid flows;
A second pipe (121) having a second flow path (122a, 123a) through which a second fluid different from the first fluid flows and formed by a flat pipe;
With
The first pipe (125) and the second pipe (121) are bonded adjacent to each other to form a pipe (120),
The pipe (120) is bent so as to draw an arc around the bending axis along the short side in the first cross section orthogonal to the longitudinal direction of the second pipe (121).
Heat exchanger (22).
請求項1に記載の熱交換器(22)。 The second pipe (121) has a plurality of the second flow paths (122a, 123a) arranged along the long side of the first cross section.
The heat exchanger (22) according to claim 1.
前記曲げ軸は、前記配管(120)の前記第2断面における短辺と略平行である、
請求項1または2に記載の熱交換器(22)。 The pipe (120) has a rectangular second cross section orthogonal to the longitudinal direction,
The bending axis is substantially parallel to a short side of the second cross section of the pipe (120).
The heat exchanger (22) according to claim 1 or 2.
請求項1〜3のいずれかに記載の熱交換器(22)。 The pipe (120) is bent a plurality of times around the bending axis and stacked in one direction along the bending axis.
The heat exchanger (22) according to any one of claims 1 to 3.
請求項4に記載の熱交換器(22)。 The pipe (120) is bent a predetermined number of times in the first direction (A) around the bending axis, and then bent in a second direction (B) opposite to the first direction around the bending axis. ing,
The heat exchanger (22) according to claim 4.
前記第1方向(A)に曲げられる際、第1曲率半径の弧を描きながら積み上げられ、
前記第2方向(B)に曲げられる際、前記第1曲率半径とは異なる前記第2曲率半径の弧を描きながら積まれている、
請求項5に記載の熱交換器(22)。 The pipe (120)
When bent in the first direction (A), it is piled up while drawing an arc of a first radius of curvature;
When bent in the second direction (B), the second radius of curvature is different from the first radius of curvature and is stacked while drawing an arc.
The heat exchanger (22) according to claim 5.
前記第2管(121)は、複数の前記第2流路(122a,123a)を有しており、1つの前記第1管(125)を挟むようにして2つ設けられている、
請求項1〜6のいずれかに記載の熱交換器(22)。 The first pipe (125) is a flat pipe having one first flow path (125a),
The second pipe (121) has a plurality of the second flow paths (122a, 123a), and two are provided so as to sandwich one first pipe (125).
The heat exchanger (22) according to any one of claims 1 to 6.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2009114827A JP2010261685A (en) | 2009-05-11 | 2009-05-11 | Heat exchanger |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2012107824A (en) * | 2010-11-18 | 2012-06-07 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Double pipe |
| CN103522470A (en) * | 2013-10-31 | 2014-01-22 | 苏州市高精勤精密模具有限公司 | Metal bent fluid flat pipeline for industrial cooling |
-
2009
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